CN217453977U - 一种关节结构及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，公开了一种关节结构及机器人。该关节结构包括：支架组件，内部具有安装空腔；安装架，设置在安装空腔内并与支架组件转动连接；以及多个舵机，每个舵机均包括固定部和转动部，多个固定部均与安装架固定连接，多个转动部均与支架组件连接。通过将多个舵机的固定部均固定在安装架上，多个舵机的固定部就可以保持相对的静止，也就不需要在多个舵机之间预留出避让的空间，以实现多个舵机的紧凑排布，从而有效的减少了关节结构整体所占用的空间，而且安装架是固定在安装空腔内，这样能够进一步减少关节结构的体积，也就进一步降低了关节结构所占用的空间，以便于对机器人其他结构的改进和安装提供便利。

Description

一种关节结构及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种关节结构及机器人。

背景技术

机器人作为一种能够半自主或全自主工作的智能机器，在很多领域都有应用，比如工厂的流水生产线、银行大厅的服务机器人等，而关节结构就是用于设置在机器人内部以驱动机器人的局部结构进行旋转的一种机械结构，比如驱动机器人头部的旋转。

现有技术中，多自由度的关节结构包括连接结构和多个舵机，多个舵机依次串联或者依次并联，在进行旋转时，就需要依次启动舵机，而产生相应的动力，就能够带动机器人的相应结构发生转动。

但是，上述多个舵机在串联或者并联时，多个舵机自身所占用的空间会比较大，因此需要在相邻舵机之间预留出充分的避让空间，这就导致整体的旋转半径比较大，使得整体所占用的空间较大，不利于对机器人的整体结构进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种关节结构及机器人，解决了多个舵机在连接时占用空间较大，不利于机器人整体结构的改进的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种关节结构，其包括：支架组件，内部具有安装空腔；安装架，设置在上述安装空腔内并与上述支架组件转动连接；以及多个舵机，每个上述舵机均包括固定部和转动部，多个上述固定部均与上述安装架固定连接，多个上述转动部均与上述支架组件连接。

可选地，上述支架组件包括：第一支架，内部具有中空结构以供上述安装架伸入，上述第一支架与上述安装架及上述转动部分别连接；第二支架，位于上述第一支架下方并与上述安装架及上述转动部分别连接，上述第二支架与上述第一支架的中空结构形成上述安装空腔。

通过上述技术方案，通过中空结构和第二支架围合出安装空腔，以顺利形成用于固定安装架和多个固定部的空间，此时舵机在运行时，多个固定部就会在安装空腔内发生旋转，从而有效减少了多个舵机所占用的空间。

可选地，上述第一支架包括：两个固定条，两个上述固定条相对设置，上述安装架位于两个上述固定条之间；以及两个固定件，与上述安装架及上述转动部分别连接，两个上述固定条与两个上述固定件依次连接以围合出上述中空结构。

通过上述技术方案，两个固定条和两个固定件的依次连接，就能够顺利形成中空结构，以便于形成供安装架和固定部安装的空间。

可选地，上述第二支架包括：连接部，位于上述中空结构下方；连接块，设置在上述连接部上并与上述安装架及上述转动部分别连接，上述连接块、上述连接部以及上述中空结构围合出上述安装空腔。

通过上述技术方案，将安装架和舵机的固定部围在安装空腔内，有效减少多个舵机所占用的空间。

可选地，上述安装架包括：安装板，与上述支架组件相连接，上述安装板用于安装多个上述固定部；以及安装块，设置在上述安装板上以用于固定上述安装板。

通过上述技术方案，通过将多个固定部均设置在安装板上，这样舵机在启动时，相邻两个舵机的固定部之间保持静止，这样就能够有效地减少旋转半径，以减少舵机所占用的空间。

可选地，上述关节结构还包括：限位件，设置在上述支架组件上以限制上述支架组件的移动范围。

通过上述技术方案，限位件可以限制支架组件的移动范围，以避免支架组件移动时与其他结构发生干涉。

可选地，上述多个舵机包括：第一舵机和第二舵机，上述第一舵机和上述第二舵机的固定部均与上述安装架连接，上述第一舵机的转动部与上述第一支架连接，上述第二舵机的转动部与上述第二支架连接。

通过上述技术方案，当需要进行旋转时，就启动第一舵机和第二舵机，第一舵机可以带动第一支架相对于安装架转动，第二舵机则可以带动第二支架相对于安装架转动，以此实现相应结构的旋转。

可选地，上述关节结构还包括：第三支架，与上述支架组件连接；以及第三舵机，上述第三舵机的固定部与上述第三支架连接，上述第三舵机的转动部与上述支架组件连接。

通过上述技术方案，通过第三支架的设置，可以在支架组件上增设一个第三舵机，从而可以使得支架组件与相应的结构连接，以带动其进行旋转。

可选地，上述第三支架包括：连接框，与上述支架组件及上述第三舵机的固定部分别连接；固定块，设置在上述连接框内，上述固定块与上述支架组件及上述第三舵机的转动部分别连接。

通过上述技术方案，当需要驱动相应结构转动时，就通过第三舵机的转动部和固定块来传递动力，以带动第三舵机的固定部移动，从而顺利驱动相应的结构发生旋转。

本申请还提供一种机器人，其包括：头部；以及如上述中任一项关节结构，设置在所述头部内。

本实用新型的有益效果：

1、通过将多个舵机的固定部均固定在安装架上，这样舵机在运行时，多个舵机的固定部就可以保持相对的静止，也就不需要在多个舵机之间预留出避让空间，以实现多个舵机的紧凑排布，从而有效的减少了关节结构整体所占用的空间，而且安装架是固定在安装空腔内，这样能够进一步减少关节结构的体积，也就进一步降低了关节结构所占用的空间，以便于对机器人其他结构的改进和安装提供便利。

2、该机器人利用该关节结构来驱动头部的转动，能够有效节约头部内部的空间，从而为其他结构在头部内的安装和布局提供便利。

附图说明

图1所示为本申请一些实施例中关节结构的轴测图。

图2所示为本申请一些实施例中关节结构的剖视图。

图3所示为本申请一些实施例中关节结构的爆炸图。

图4所示为本申请一些实施例中关节结构的第三舵机和第三之间的轴测图。

图5所示为本申请一些实施例中关节结构的第三舵机和第三支架的爆炸结构示意图。

图6所示为本申请一些实施例中机器人的头部的结构示意图。参照图6所示，

图中：

100、支架组件；110、第一支架；111、固定条；112、固定件；120、第二支架；121、连接部；122、连接块；200、安装架；210、安装板；211、连接环；220、安装块；300、舵机；310、固定部；320、转动部；330、第一舵机；340、第二舵机；400、限位件；500、第三支架；510、连接框；520、固定块；530、连接套；600、第三舵机；700、头部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本申请提供一种关节结构，其应用在机器人上，用于驱动机器人的部分结构进行转动，比如机器人的头部。

图1所示为本申请一些实施例中关节结构的轴测图。图2所示为本申请一些实施例中关节结构的剖视图。参照图1和图2所示，该关节结构包括：支架组件100、安装架200以及多个舵机300。支架组件100内部具有安装空腔，安装架200位于安装空腔内，且安装架200与支架组件100转动连接。每个舵机300均包括固定部310和转动部320，多个固定部310均固定在安装架200上，多个所述转动部320均与支架组件100相连接。

具体的，支架组件100可以由多个结构依次连接以围合出相应的安装空腔，安装架200的顶部可以伸出安装空腔，以与机器人内部的固定结构相连接。舵机300的固定部310可以呈矩形块，转动部320就设置在固定部310的侧面上，转动部320可以是转动轴也可以是固定在转动轴上的转动法兰，具体可以根据所需要连接的结构来设计，本申请不做限定。

通过将多个舵机300的固定部310都固定在安装架200上，这样舵机300在运行时，相邻舵机300之间的固定部310就不会发生移动，也就可以保持相对静止，因此不需要再为固定部310预留避让空间，这样就可以将多个固定部310紧凑地安装在一起，提高整体结构的紧凑性，从而降低整体结构所占用的空间。同时整体的旋转半径也能够随之降低，以此当该关节结构安装在机器人的头部700时，就可以节约机器人的头部700内的空间，以便于其他结构的安装和设计。

图3所示为本申请一些实施例中关节结构的爆炸图。参照图3所示，在本申请一些实施例中，支架组件100包括第一支架110和第二支架120。第一支架110内部具有中空结构，安装架200就穿设在该中空结构内且与第一支架110转动连接，第一支架110与转动部320相连接。第二支架120位于第一支架110的下方并与安装架200转动连接，第二支架120与转动部320相连接，第二支架120与中空结构围合出上述的安装空腔。

具体的，第一支架110可以包括两个固定条111和两个固定件112，两个固定条111相对设置，且位于两个固定件112之间，两个固定件112也相对设置，四者之间依次连接以围合出上述的中空结构。其中一个固定件112与安装架200转动连接，另一个固定件112则与多个转动部320中的一个相连接。

而具体固定条111和固定件112的形状，可以根据实际的装配场景来设计，比如可以在固定条111的侧壁上设置耳座，固定件112的中部可以呈V字型，以与转动部320相连接等。本申请不对固定条111和固定件112的具体形状做限定。而固定条111和固定件112的连接可以采用螺栓连接，也可以直接焊接或者粘接，具体连接方式可以根据实际的装配难度和工艺来设定，本申请也不做具体限定。

第二支架120可以包括连接部121和连接块122。连接部121位于中空结构的下方，连接块122设置在连接部121上，并与安装架200转动连接。连接块122设置两个，两个连接块122相对设置，安装架200穿过中空结构的一侧位于两个连接块122之间，且安装架200与其中一个连接块122转动连接，多个转动部320中任一个则可以与另一个连接块122相连接。

两个连接块122与连接部121整体可以形成ㄩ字型，以便于与中空结构围合出上述的安装空腔。连接块122与连接部121之间可以通过螺栓连接，也可以直接焊接或者粘接。连接部121上也可以设置相应的凸块和通孔来与相应的连接结构适配性连接。在连接块122的侧面上可以设置相应的凸块和通孔，以与安装架200和转动部320相连接，凸块和通孔的形状可以根据所需要连接的结构来设计，比如凸台的截面为圆形，通孔的形状可以为台阶状等，本申请不对凸块和通孔的形状做具体限定。

通过第一支架110和第二支架120的设置，利用连接块122、连接部121、固定条111以及固定件112围合出用于固定安装架200的安装空腔，从而使得多个舵机300的固定部310均位于安装空腔内，不仅可以减少多个舵机300所占用的空间，实现多个舵机300的紧凑性安装，还能够减少多个舵机300在旋转时所产生的转动半径，以降低该关节结构整体所占用的空间。

在本申请一些实施例中，安装架200包括安装板210和安装块220。安装板210与支架组件100转动连接，安装板210用于安装多个固定部310。安装块220固定在安装板210上，安装块220用于与机器人的固定结构相连接，以将安装板210固定在机器人内。

具体的，安装板210呈长条形，其外侧壁上可以设置多个连接环211，通过连接环211以和上述第一支架110及第二支架120转动连接，其转动连接可以通过转动轴承来实现，也可以通过其他结构来实现，本申请不做限定。安装板210可以根据舵机300的固定部310的外形来对应的开设固定孔，以固定连接该固定部310，固定孔的形状可以根据固定部310的安装方向来设计，本申请不做限定。

安装块220则呈长条形竖直设置在安装板210上侧，其具体形状可以根据实际的装配场景来设定，比如安装块220可以呈7字形，其端壁可以开设相应的螺纹孔以与相应结构螺栓连接。安装块220与安装板210之间可以一体成型，也可以通过螺栓来固定连接，也可以通过焊接或者粘接等方式来连接。

通过安装板210和安装块220的设置，在安装板210上形成多个固定部310的安装位置，以便于固定部310的安装，再通过安装块220将安装板210固定好。以此就可以保持多个固定部310之间的相对静止。

在本申请一些实施例中，关节结构还包括限位件400。限位件400设置在支架组件100上，以限制支架组件100的移动范围。具体的，限位件400可以设置多个，第一支架110和第二支架120上均可以设置一个限位件400。限位件400可以通过螺栓来固定连接，也可以通过焊接或者粘接的方式固定。

限位件400的形状可以根据具体的应用场景来设计，比如整体可以呈块状，在其中部开挖避让槽，其顶壁上可以设置相应的螺纹孔来与相应的结构连接，本申请不对限位件400的形状做限定。通过设置限位件400，就可以对相应的第一支架110和第二支架120的移动范围进行限位，以避免第一支架110和第二支架120在移动时发生碰撞。

参照图3所示，多个舵机300可以包括第一舵机330和第二舵机340。第一舵机330和第二舵机340的固定部310均与上述安装板210固定连接，第一舵机330的转动部320则与第一支架110的固定件112连接，第二舵机340的转动部320则与第二支架120的连接块122连接。

具体的，在带动第一支架110和第二支架120转动时，可以分别启动第一舵机330和第二舵机340，利用第一舵机330的转动部320的转动来带动第一支架110转动，第二舵机340的转动部320来带动第二支架120转动。

图4所示为本申请一些实施例中关节结构的第三舵机和第三之间的轴测图。图5所示为本申请一些实施例中关节结构的第三舵机和第三支架的爆炸结构示意图。参照图4和图5所示，在本申请一些实施例中，关节结构还包括第三支架500和第三舵机600。第三支架500与支架组件100相连接，第三舵机600的固定部310与第三支架500连接，第三舵机600的转动部320与支架组件100连接。

具体的，第三支架500包括连接框510和固定块520。连接框510整体呈口字型结构，其内部中空，连接框510内部可以设置相应的结构，以与相应的连接结构相连接。固定块520则可以整体呈台阶型的圆柱状，通过多个内径不同的连接套530设置在连接框510内。固定块520的一侧与第二支架120的连接部121相连接，另一侧则与第三舵机600的转动部320连接。

而在连接框510上可以设置相应的环形的连接件540，以用于固定第三舵机600的固定部310，第三舵机600的转动部320就可以伸入连接框510内以和固定块520相连接。应当理解的是，第三支架500和第三舵机600也可以设置在第一支架110上方，具体第三支架500和第三舵机600的位置和形成，可以根据实际的应用场景来具体设置，本申请不做具体限定。

通过设置第三支架500和第三舵机600，能够将支架组件100与相邻的结构连接在一起，从而进一步提高整体关节结构的紧凑性，以进一步降低整体对空间的占用。

本申请还提供一种机器人。

图6所示为本申请一些实施例中机器人的头部的结构示意图。参照图6所示，该机器人包括头部700和上述任一实施例中的关节机构。该关节结构设置在头部700内，且关节结构的第二支架120的连接部121伸出头部700，以与机器人身躯相连接。

具体的，机器人的头部700可以呈现椭圆形，头部700的下侧具有与身躯连接的开口，第二支架120的连接部121就伸出该开口并伸入身躯内。该机器人利用该关节结构来驱动头部700的转动，能够有效节约头部700内部的空间，从而为其他结构在头部700内的安装和布局提供便利。

该机器人可以为四足机器人，也可以为其他类型的机器人，本申请不对机器人的具体类型做限定。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种关节结构，其特征在于，所述关节结构包括：

支架组件(100)，内部具有安装空腔；

安装架(200)，设置在所述安装空腔内并与所述支架组件(100)转动连接；以及

多个舵机(300)，每个所述舵机(300)均包括固定部(310)和转动部(320)，多个所述固定部(310)均与所述安装架(200)固定连接，多个所述转动部(320)均与所述支架组件(100)连接。

2.根据权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述支架组件(100)包括：

第一支架(110)，内部具有中空结构以供所述安装架(200)伸入，所述第一支架(110)与所述安装架(200)及所述转动部(320)分别连接；

第二支架(120)，位于所述第一支架(110)下方并与所述安装架(200)及所述转动部(320)分别连接，所述第二支架(120)与所述第一支架(110)的中空结构形成所述安装空腔。

3.根据权利要求2所述的关节结构，其特征在于，所述第一支架(110)包括：

两个固定条(111)，两个所述固定条(111)相对设置，所述安装架(200)位于两个所述固定条(111)之间；以及

两个固定件(112)，与所述安装架(200)及所述转动部(320)分别连接，两个所述固定条(111)与两个所述固定件(112)依次连接以围合出所述中空结构。

4.根据权利要求2所述的关节结构，其特征在于，所述第二支架(120)包括：

连接部(121)，位于所述中空结构下方；

连接块(122)，设置在所述连接部(121)上并与所述安装架(200)及所述转动部(320)分别连接，所述连接块(122)、所述连接部(121)以及所述中空结构围合出所述安装空腔。

5.根据权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述安装架(200)包括：

安装板(210)，与所述支架组件(100)相连接，所述安装板(210)用于安装多个所述固定部(310)；以及

安装块(220)，设置在所述安装板(210)上以用于固定所述安装板(210)。

6.根据权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述关节结构还包括：

限位件(400)，设置在所述支架组件(100)上以限制所述支架组件(100)的移动范围。

7.根据权利要求2所述的关节结构，其特征在于，所述多个舵机(300)包括：第一舵机(330)和第二舵机(340)，所述第一舵机(330)和所述第二舵机(340)的固定部(310)均与所述安装架(200)连接，所述第一舵机(330)的转动部(320)与所述第一支架(110)连接，所述第二舵机(340)的转动部(320)与所述第二支架(120)连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的关节结构，其特征在于，所述关节结构还包括：

第三支架(500)，与所述支架组件(100)连接；以及

第三舵机(600)，所述第三舵机(600)的固定部(310)与所述第三支架(500)连接，所述第三舵机(600)的转动部(320)与所述支架组件(100)连接。

9.根据权利要求8所述的关节结构，其特征在于，所述第三支架(500)包括：

连接框(510)，与所述支架组件(100)及所述第三舵机(600)的固定部(310)分别连接；

固定块(520)，设置在所述连接框(510)内，所述固定块(520)与所述支架组件(100)和所述第三舵机(600)的转动部(320)分别连接。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括：

头部(700)；以及

如权利要求1至9中任一项所述的关节结构，设置在所述头部(700)内。

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